水中承台施工

水中承台施工（精选4篇）

水中承台施工 篇1

摘要：以浙北地区水中承台施工为例,主要从钢板桩围堰施工、模板支立、钢筋架设、大体积混凝土浇筑、钢板桩围堰拆除五个方面进行介绍,主要介绍各个施工过程中的重点、难点及施工注意事项,为同类工程积累了施工经验。

关键词：水中承台,钢板桩,围堰,施工,管理

1 工程实例

1)承台概况。

主墩下设置大小为32.1 m×11.9 m×4 m承台,承台呈哑铃形布置,中间设连系梁,钢筋混凝土结构,混凝土采用C30混凝土。

2)地质概况。

主墩承台位置河床底标高-1 m～-2 m,河床以下16 m～30 m均为淤泥质黏土。

2 施工前准备

1)人员:投入项目管理、技术、质检及各类施工人员按承台施工顺序依次进入现场、统筹安排、各司其职组织好各项施工顺利进行。2)材料:材料采购应根据设计图纸及相应规范要求,严格控制材料的等级标准;应加强材料检验工作及标准:供应方必须提供正式的出厂合格证及质保书,同时做好原材料试验鉴定工作,符合标准后进场,对进场的材料要完善收、发料签证制度,做好标识,防止混入未经检验的材料。3)主要机械设备:为了保证机械在施工中顺利完成承台施工,应对机械进行常检查、常检测。对运转声音不正常、常出故障的机械,应及时整修。承台施工主要投入的机械有:拌和楼(1.5 m3)、混凝土运输车(8 m3)、装载机(5 t)、发电机(150 kW)等。为了防止中途机械出现故障而中断施工事件,对于重要且不能使用其他机械代替的机械,施工之前应有备用机械。

3 主要施工工艺

3.1 钢板桩围堰钢板准备及检查

1)锁口检查:用一块长约2 m的同类型、同规格的钢板桩作标准,将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。检查方法:采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口通过检查,对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。2)宽度检查:对于每片钢板桩分为上、中、下三部分用钢尺测量其宽度,使每片桩的宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于1 cm为宜;对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量,对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 3)钢板桩其他检查:对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查,并采取相应措施,以确保正常使用。4)锁口润滑及防渗措施:对于检查合格的钢板桩,为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔,并增加钢板桩在使用时防渗性能,每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油,其体积配合比为黄油∶干膨润土∶干锯沫=5∶5∶3。

3.2 钢板桩围堰施工

考虑到水流冲刷、水位较高以及施工时干处作业,墩基坑开挖时采用钢板桩围堰,钢板桩长度为12 m。钢板桩围堰采用方形结构,内平面尺寸为33.6 m×13.6 m,见图1围堰平面图和图2立面图,钢板桩顶标高为+2.5 m,底标高为-9.5 m,施工封底时内设2道围囹支撑。

1)钢板桩运输。2)钢板桩插打及其过程控制。采用起吊设备配合振动打设设备(DZ45型振拔锤)进行逐片插打:将加工好的定位桩(钻孔平台上钢管桩)精确垂直安设于上游中心,并与导梁工字钢焊接牢固,确保插打第一片钢板桩的垂直度。第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插至设计标高。其余各钢板桩,则以已插好的钢板桩为准,起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口,然后用振动锤振动下沉。插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合龙”要点,振拔锤初始采用点振下沉,待板桩垂直度符合要求后连续振入下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后,将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。3)钢板桩的插打顺序及合龙。钢板桩的插打顺序是从上游中心开始,下游尾部直线端结束。插打时尽可能先用标识完好的钢板桩,合龙段选择符合同一标准尺度的钢板桩插打。4)围囹设置。钢板桩围堰共设置上下2道围囹:待钢板桩施工完毕,可立即进行抽水,抽水至中心标高+2.25 m时进行第一道围囹架设,采用双拼45a工字钢;抽水至中心标高-0.75 m时进行第二道围囹架设,采用双拼36c工字钢。各围囹斜撑采用同等级的工字钢制作,施工时按设计高程预先焊好∠125×125×10角钢短牛腿作为临时支撑,待各围囹安装并连接就位后,再与钢板桩焊接牢固,围囹合龙段按实际丈量长度在现场加工改制。5)支撑制作步骤。在支撑位置施焊三角限位钢板→安装支撑→设围堰上限位钢板→支撑与围框加焊,支撑制作完成后用硬木楔塞紧板桩与围框之间的间隙。

3.3 封底混凝土施工

1)清泥。待第二道围囹及斜撑施工完后,采用射水、吸泥、抓泥交替进行施工。首先采用高压水枪将土冲松后,用4台水下吸泥机同时吸泥,清理淤泥至承台底标高下1.0 m;清泥结束后,对围堰底进行详细检查,特别注意板桩槽内和桩周土必须清除干净,基底必须平整。在清泥过程中专门派人值班,密切注意板桩变形及堰内外水位差,以便及时处理和补水。2)封底施工。完成围堰及围堰内清泥后,采用水上挖机进行宕渣铺设,宕渣铺设要均匀,铺设厚度为50 cm,并用挖机的挖斗压实。宕渣采用清宕渣,含泥量控制在10%以内,以利于排水。最后宕渣上浇筑50 cm C25混凝土,振动棒振捣密实。封底混凝土量228 m3,按有效供应量60 m3/h计,共需浇筑3.8 h。根据混凝土供应能力及抽水时间、施工要求,对混凝土性能提出了如下要求:5 d强度不小于20 MPa,混凝土坍落度为180 mm～200 mm,混凝土初凝时间6 h～8 h。3)选用泵车。根据堰内平面尺寸、施工栈桥位置及浇筑混凝土的实际要求,采用车载泵浇筑进行混凝土浇筑,按从远到近的原则进行浇筑。封底前对使用机具进行检修和保养,以保证封底施工顺利进行。4)浇筑顺序与工艺。施工前在钢板桩上做标志,另在横向5 m,纵向3 m布置测点。标高基准点设于测点上,以严格控制封底厚度及顶面高程。封底混凝土浇筑时采用从上游向下游的方向进行连续浇筑,封底混凝土顶面标高按-2.0 m,控制允许偏差0 cm～-5 cm。5)抽水后拆除第二道支撑。封底混凝土达到设计强度后抽水,抽水利用4台水泵连续不断的进行,在抽水过程中需派专人负责观测及堵漏工作:主要观测钢板桩的变形,同时配备好堰外备用水泵,以免发生问题及时向围堰内回水,做好堵漏工作;对于大的缝隙由潜水工下水利用棉絮塞缝,对于小的缝隙利用煤渣、黄油、木屑的混合物在板桩外侧随水流夹至漏缝处自行堵塞。当抽水完毕后,拆除第二道围囹。6)封底检验。为了封底底模能够承受承台的重量,进行静压试验,其沉降及强度、刚度、稳定性满足施工规范要求。

3.4 承台施工

1)钢筋与冷却管施工。

承台轮廓线放出后,首先将基桩钢筋予以嗽叭形成型,再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋在加工场集中制作,运至现场绑扎。钢筋施工顺序:承台底层钢筋→承台架立钢筋→承台侧面钢筋→冷却管→承台顶层钢筋→墩柱预埋钢筋→施工预埋件。冷却管布置按设计图纸要求施工,承台顶层钢筋绑扎时,预留若干个1.2 m×1.2 m的人孔以便施工,冷却水管采用软管接头;当冷却管与塔柱预埋钢筋有矛盾时,可适当调整冷却管位置。

2)模板支立。

承台侧模板使用组合钢模板,外侧用型钢围囹,模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间接缝贴海绵条密封。采用浮吊配合进行模板安装,模板采用竖向布置双拼10号槽钢作围囹,围囹间距为1.2 m,采用直径16 cm圆钢作拉条,拉条80 cm一道。

3)混凝土施工。

优化混凝土配合比:掺入适量优质粉煤灰,减少水泥用量,即减少混凝土水化热,并拌有高效减水剂。混凝土浇筑:采用一辆90 m3/h拖式泵,拖式泵前端软管接长,前接串筒,串筒出料口处混凝土堆积高度不宜超过1.0 m。

每层布料厚度控制在30 cm内,混凝土振捣严格按照相关规范进行控制。混凝土浇筑完后,立即进行混凝土裸露面修整、抹平,待收浆后再抹第二遍并压光处理。

3.5 围堰拆除

首先采用水泵加水至河水标高,再将围囹拆除;围囹拆除过程中必须保证围堰内水头控制,拆除钢板桩时内外水头差应保持平衡;钢板桩拔除从下游方向开始,对称施工至上游方向,采用DZ45型振拔锤配汽车吊进行施工;拆除过程中必须时刻注意施工安全。

4 结语

在承台基坑开挖、混凝土浇筑过程中,钢板桩围堰能够满足水压力、混凝土的侧向压力等作用,变形满足规范要求。施工时,对钢板桩漏水堵漏,承台混凝土施工均取得了不错的效果,为以后水中承台钢板桩围堰施工,提供了一条在工程实践中切实可行的方法。承台作为桥梁的主要承重构件之一,施工条件相对较差,采用钢板桩围堰取得了经济、安全、环保等成效,保障了承台施工顺利进行。

参考文献

[1]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].

[2]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[3]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[4]高松.水中承台钢板桩围堰施工技术研究[J].山西建筑,2008,34(8):106-107.

[5]代全凤.水中承台钢板桩围堰施工[J].科技咨询导报,2007(28):35-37.

水中承台施工 篇2

流水河大桥右幅2#水中墩承台施工总结

一、工程概况

流水河大桥右幅2#墩为水中钻孔桩、承台基础，承台平面尺寸为10.6m（宽）×13.0m（长）×4m（高），体积为551.2 m3，为钢筋混凝土承台，混凝土设计强度为C30，一个承台钢筋为51249kg。

二、承台施工工艺

1、水中施工平台构筑

右幅2#墩采用水中筑岛建筑施工平台，在平台上施工钻孔桩及承台的施工方案，从右幅K231+486约50米处填筑施工便道与水中2#墩施工平台相连。根据库区水电部门提供的水文资料，4～6月库区水位在318.0m以下，故设计填筑平台顶高程为322.0m，考虑到施工安全需要，平台尺寸设计为：28.0m×65.5m，左、右幅承台施工平台连成一体。施工便道路面宽6.0m，边坡为1:1，平台边坡为1:1。边坡用雨布覆盖防护，坡脚抛填编制袋（内装土夹石）2米高防护。

2、承台基坑开挖及基坑封底

钻孔桩施工完后，采用人工配合挖掘机开挖基坑，开挖深度约7.8m，开挖边坡坡率为1：0.75m，基坑开口尺寸为25.7m×23.3m，开挖土方暂弃至便道外侧及平台外侧以加固、加宽便道及承台，不致影响左幅钻孔桩施工。基坑开挖到位后人工清底整平，在四角挖集水坑集中抽水排水，用风镐破除桩头，清理完后用C10砼进行铺底，厚度10cm。人员上、下基坑采用竹梯，一个承台安排4幅竹梯。

3、桩基检测及承台尺寸放样

桩头破除、清理干净后，进行超声波检测及桩位复测，精确测量出承台尺寸线。

4、承台钢筋钢筋绑扎及冷却管安装

承台钢筋预先在岸上钢筋加工场进行加工，长钢筋采用对焊或双面搭接焊接长，孔桩检测合格后，即开始绑扎承台钢筋。绑扎钢筋时根据设计图尺寸要求在铺底砼面上用红油漆画出N1、N2、N3、N4钢筋间距，按从下往上、从里往外顺序进行。承台钢筋现场绑扎时结合设计冷却管安设要求安装冷却管。

根据施工设计图，冷却管分为C1、C2、C3、C4四层埋设，先安设C4、C3，再安设C2、C1管。冷却管由φ32mm的标准铸铁水管加工制作，管与管之间的连接采用与之配套的接头。冷却管在埋设及浇筑砼过程中，防止堵塞和漏水，使用完后灌注水泥砂浆封孔，将出露部份割除。

承台钢筋及冷却管安装完后，进行墩位尺寸放样，根据施工图设计要求进行墩身钢筋的预埋、承台顶面观测桩点的埋设（5根长10cmφ10钢筋，顶部磨圆）。

2#墩右幅须进行塔吊基础钢筋砼悬壁施工（见附图）及塔吊基础、电梯基础预埋件埋设。

5、承台模板安装

承台结构尺寸为10.6m（纵桥向）×13.0m（横桥向）×4.0m（高），采用墩身大块钢模改装、拼装（四层共4.5m高）。横桥向（一侧）：4块3.0m（水平向）×2.25m（竖向）+1块3.0m（水平向）×2.25m（竖向）组成13.0m；纵桥向（一侧）：4块3.0m（水平向）×2.25m

（竖向）组成10.6m（尺寸两端各宽0.7m）。

钢模加固用[8槽钢作竖肋，横桥向设12道，间距1.0m、纵桥向设10道，间距1.0m；用双肢[10槽钢作横肋（背靠背用钢筋连结，中间穿φ18拉杆），设4道，上下间距1.0m。水平向每2m、竖向每1m设一道拉筋（φ18拉筋接长采用双面焊，焊缝长20cm），同时用φ18钢筋将模板与将孔桩钢筋斜拉锚固。纵桥向拉筋每根长约10.8m、共需24根；横桥向拉筋每根长约13.72m、共需20根。砼浇灌过程中派专人时刻检查模板受力情况，随时进行支撑加固，防止跑模。

6、承台砼浇筑

①浇筑承台砼前准备工作

A、作好砂、石含水量检测，调整施工配合比。

承台C30混凝土共551.2 m3，一次浇筑完成。根据现场砂、石含水量检测结果，调整后施工配合比为：水泥：砂：碎石：FDN-Ⅱ：粉煤灰:水=350kg：791kg：1063kg：3.5kg：70kg：146kg，每m3砼中掺入70kg的粉煤灰，以减少砼的水化热。

B、提前两天组织对立交区、流水河桥两个搅拌站、砼输送车、砼输送泵进行维修、保养、调试，确保设备最好的状态。

C、由项目部总工程师、副经理组织安质部、现场施工员、施工队生产、技术负责人、钢筋、砼、模板班组长联合检查承台钢筋的安装、模板的加固、预埋件数量、位置等是否符合要求。合格后由安质部报监理检查，一次合格。

D、由项目部总工程师、副经理召集安质部、试验室、现场施工员、搅拌站、输送泵、施工队生产、技术负责人、钢筋、砼、模板班组长开会，作班前质量、安全技术交底，明确了试验室、砼输送泵、砼搅拌站相关责任人及其职责；明确了钢筋安装、模板看守与加固、砼振捣等应注意的事项及其职责，明确了在承台砼浇灌过程中应切实注意的一些细节问题及其处理措施。

②砼浇筑

混凝土采用一台60m3/h及一台20m3/h搅拌机同时供应，用四台6m3输送车运输至承台边，砼入模前现场检测砼塌落度在160～170mm间，和易性良好。不合要求的砼须进行处理经复测合格后方可使用。

砼主要采用砼输送泵泵送砼入模，个别边角采用梭槽及吊车配料斗吊送砼入模。砼分层浇筑厚度控制在40cm 左右，插入式振捣器捣固，振捣时快插慢拔，振捣间距为40cm，浇筑第二层砼时，振捣棒插入下层不小于10cm，不允许出现漏振及过振现象，同时避免振动棒碰撞钢筋、模板、预埋件。

砼浇筑过程中，有模板检查组随时检查模板变形、拉筋、螺栓的加固情况，防止模板失稳。

砼浇筑过程中，在承台顶面采用覆盖遮荫布、用冷水冲洗钢模、用湿的土工布包裹输送泵管等措施以降低承台砼温度；在承台砼盖住冷却管时即给冷却管通水，将出水口水温控制在40℃以下（有专人量测）。

③砼浇筑完后

承台砼浇筑完后及时进行压浆收面，同时检查预埋件位置是否正确；根据施工图中监测点埋设要求，进行仔细检查，防止漏设。

当砼初凝后进行顶部覆盖蓄水养护、四周用高压水冲洗钢模以降低钢模温度，模板拆除后覆盖蓄水养护，同时承台保持冷却管连续通水15天，专人量测水温，水温均在40℃以下。

三、质量检测

经现场仔细检测，承台棱角顺直，无变形、跑模现象；顶面、侧面表面平整、光洁，无明显施工缝；没有出现露筋和空洞现象；无蜂窝、麻面，没有出现裂纹。

轴线偏位为15mm，断面尺寸10.61m（纵桥向）×13.02m（横桥向）：结构高度4.02m，顶面高程：318.168m；用2m直尺检测大面积平整度为最大为3mm。

以上检测均符合设计及施工规范要求。

四、施工技术及质量保证措施

1、大体积承台砼施工时应严格按设计要求安装好冷却钢管，在灌注承台砼时应不断循环冷水，吸收砼中的热量；冷却水和砼温度差不宜太大，应合理使用，冷却管通水应持续至砼浇却完后15天；

2、采用低水化热水泥，如大坝水泥、粉煤灰水泥、矿碴水泥；

3、改善骨料级配，降低水灰比，掺粉煤灰或外加剂以减少水泥用量；

4、分层浇筑，层厚不大于40cm，加快砼散热速度；

5、严格控制粗细骨料含泥量，石子含泥量〈1%，砂含泥量〈2%；

6、砼浇筑过程要求连续浇灌，上、下层砼浇灌间隔时间不宜太，保持砼均匀上升；

7、砼浇筑过程中采取降温措施：在砼顶面设遮荫棚、用冷水不时冲洗大块钢模；

8、加强振捣工艺，提高砼密实度，如模内有积水应及时派人清除；

水中承台钢板桩围堰施工技术研究 篇3

小榄水道特大桥为广州—珠海城际快速轨道交通工程,桥址位于广东省中山市小榄镇境内,跨越小榄水道。主桥北向于广州,全长421.7 m。主桥跨布置为100 m+220 m+100 m V构—拱组合桥,主墩承台尺寸为17.6 m×22.6 m×6 m,底标高为-4.413 m,顶标高为+1.587 m。小榄水道宽度300 m左右,流速1.38 m/s,水深受潮汐影响6 m～10 m不等。桥位处地层情况按岩土分层特征自上而下为细砂厚度0.9 m左右,淤泥质土厚度8.3 m左右,粉质粘土含中细砂。根据现场实测,承台位置河床平均高程为-3.5 m左右。

2 施工方案

根据河道及承台设计情况,主墩承台采用单层钢板桩围堰施工,钢板桩合拢后,主墩整平基底至-4.713 m高程,然后下铺0.3 m混凝土垫层。

承台钢板桩围堰内撑采用角撑与对撑结合的方案。支撑体系由三层组成:第一层采用2Ⅰ32a工字钢纵向对撑,第二层、三层采用ϕ530 mm×8 mm钢管纵向对撑,2Ⅰ32a工字钢为角部支撑。各层支撑的高程分别为:+2.0 m,-0.2 m和-2.4 m。

完成顶层内撑后,抽水下降30 cm～50 cm,用棉条堵塞钢板桩间的缝止水;内侧回填石粉反滤层,分层抽水,在低水位时安装内撑;抽干围堰内河水,设导渗盲沟引水至四周排水沟、集水坑,干浇筑混凝土垫层;若水不能抽干,则采用浇筑水下封底混凝土。

承台分三层浇筑,第一层厚1.6 m,第二层厚2.2 m,第三层厚2.2 m。采取耐久性大体积混凝土施工技术措施,包括优化配合比、分层浇筑、循环水冷却、潮湿养护、温度监控等。钢板桩围堰平面图见图1。

3 钢板桩围堰施工

3.1 钢板桩围堰简介

钢板桩选用日本产FSP-Ⅲ型,桩长18 m,围堰平面尺寸为25.35 m×20.6 m(横桥向×纵桥向),每侧宽出承台1.5 m左右。为确保围堰安全可靠,钢板桩围堰内中间设桁架式水平对撑、四角设桁架式角撑,并设竖向支撑。水平支撑每个围堰设三层,从上往下算,纵桥向支撑,第一层为2Ⅰ32a,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管;角撑,第一层～三层为2Ⅰ32a;围檩,第一层、二层为2Ⅰ32a,第三层为3Ⅰ32a,上下加钢板形成箱形结构,竖向支撑为ϕ530 mm×8 mm钢管;钢板桩桩尖标高为-13.5 m。为保证钢板桩墙的整体性,顶部内外贴[20a槽钢,将钢板桩连成整体。

桩基平台钢管桩为ϕ630 mm×8 mm钢管桩,桩长22 m,桩基平台外侧的护筒在平台支架拆除后,作为钢板桩施工定向用。桩基护筒在冲孔桩基施工完毕后,可作为钢板桩下、上围檩安装及下放用。

3.2 插打钢板桩

钢板桩运到工地后,先进行检查及整修。钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修,按具体情况分别用冷弯、热敲、补焊、割除或接长等方法进行整修。钢板桩接长采用同类型钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加强板。

测量定位放出钢板桩的内外线位置,利用桩基平台钢管桩设置钢板桩导向装置,然后采用逐桩插打从上游开始、在下游合拢的方法进行;插打钢板桩时,严格控制好桩的垂直度,第一根钢板桩垂直度从两个相互垂直方向同时控制,确保垂直不偏。钢板桩垂直度的纠偏可采用手拉葫芦进行。在合拢侧应由一侧向另侧逐桩施打、靠拢。在即将合拢时,开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此确定钢板桩的下一步如何插打,并在施工最后几根桩时,要严格控制相对距离,保证顺利合拢。

打桩机具采用45 t振动打桩机,此机具具有液压夹桩装置,能与钢板桩自动作刚性连接,既能打桩又能拔桩,操作简单,能克服对桩的摩阻力,下沉较快且桩尖不致卷口,提高了防水性能和钢板桩的完好率。

根据设计每个钢围堰内设6根竖向支撑,插打竖向支撑时,可利用龙门吊或打桩机根据测量位置直接插打。

3.3 围堰内支撑安装

1)水平支撑结构形式。

围堰内纵向支撑,第一层为2Ⅰ32a工字钢,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管。

2)水平支撑按从上到下,依次进行抽水安装每道支撑。

每层先安装托架,然后安装围檩,再安装纵横撑。注意每个节点位置纵横撑的轴向对接,并控制好各水平支撑的标高一致。

3)内撑安装。

在竖撑上放出横梁的安装标高位置,在钢板桩内壁放出围檩的安装标高位置;先安装围檩,纵横向围檩应位于同一水平面上,并与钢板桩点焊连接;吊装横撑,放于竖撑牛腿上,从一端向另一端安装,低水位时合拢焊接。先安装角撑,后安装对撑。

第一层支撑在低潮位时安装。第二层、三层支撑分别抽水低于支撑位50 cm后安装。内撑构件及其接点焊接必须按设计图要求精心加工,确保焊接质量。斜撑接点连接必须牢固,严格检查,严密观测。

3.4 抽水堵漏及基底处理

首先抽水清基整平至-5.013 m高程,内填0.3 m厚的石粉反滤层至-4.713 m(主要196号墩)。197号墩可根据实际情况直接整平浇筑垫层混凝土。

试抽水时,采用每侧两台720 m3/h,一台345 m3/h水泵抽水,此时由于钢板桩接缝没有复力咬合,漏水严重,对于锁口不密而产生漏水现象时,潜水工水下探索找到漏水位置,采用湿棉布、海绵等材料进行阻塞,经处理阻漏效果良好,只会有微量水渗入。

抽干水后,四周设排水沟、集水井,基底的渗水汇入集水井后全部抽出。整平基底,沿钢板桩60 cm高度周边满铺废薄木板,以方便封底混凝土浇筑时封底混凝土与钢板桩隔开,浇0.3 m厚C20混凝土垫层,作为承台施工垫层。

3.5 钢板桩围堰施工监测

1)桩身的变形监测。

采用测斜管、测斜仪监测,为了真实反映支护结构的挠曲状况,将固定测斜管的3寸镀锌钢管焊接在钢板桩上,随着钢板桩的打设就位于相应的位置;然后把测斜管放入镀锌钢管中,并在测斜管与镀锌钢管之间填入细砂固定。测试时,将测斜仪探头伸入测斜管内上下滑移,即可在测读仪显示屏上读得相应数据,经过计算分析后可得钢板桩的变形量。在196号,197号围堰横桥向方向每边布置3个观测点,顺桥向方向每边的中点布置1个观测点,每个围堰布置8个观测点,共计16个观测点。

2)钢支撑轴力监测。

钢支撑轴力采用与钢支撑材质相同的测杆测试,测杆安放在两个固定在钢支撑上的支座上,支座之间相距1 m,测杆一端与一个支座固定,不可移动;另一端放置在另一个支座上,可以沿着测杆的轴向自由伸缩。测试时只需测杆自由伸缩端与该端支座之间的相对位移即可推算出钢支撑的应变,进而计算出钢支撑轴力。在各围堰中均选取一个顺桥向方向的对撑断面进行监测,每个支撑布置两个观测点,每个围堰布置6个观测点,共计12个观测点。

3)水位监测。

在围堰与施工栈桥连接处设置水尺,每次进行桩身变形及钢支撑轴力监测时测量对应的水位。

4 承台施工

每个承台混凝土为2 387 m3,属于大体积混凝土,因此承台共分三层浇筑,并且每层预埋冷却水管。承台第一层浇筑1.6 m,混凝土约636.4 m3;第二层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3;第三层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3。

5 结语

目前,小榄水道特大桥水中承台采用此方法均已经施工完毕,从钢板桩围堰设计到围堰水中施工,漏水堵漏,承台混凝土施工均取得了不错的效果,为以后水中承台钢板桩围堰施工,提供了一条在工程实践中切实可行的方法。当然,水中混凝土除钢板桩围堰施工技术外,还有钢套箱、沉井等,具体情况要结合现场实际,在满足质量的前提下,求得最佳的施工组织及经济效益。

摘要：通过在广珠城际轨道交通工程小榄水道特大桥主桥桥墩承台的施工,对水中钢板桩围堰施工承台的技术进行了总结,从而为以后类似工程施工提供借鉴。

关键词：钢板桩围堰,围檩,支撑

参考文献

[1]岐峰军.钢板桩围堰施工[J].山西建筑,2006,32(19):105-106.

水中承台施工 篇4

关键词：水中承台,钢管桩格构,塔吊基础,安卸及检修保养

在大跨径跨河桥梁施工中,设置在岸边或大堤上的塔吊由于吊重及吊臂限制,往往不能有效覆盖需要吊装的施工区域,特别是从桥墩向跨中行走的挂篮悬臂浇筑的连续体系梁桥,将塔吊设置在主墩附近较为合适。而跨河桥梁的主墩一般设置在河中,塔吊无立足之地。

部分项目采用直接在已施工完毕的钢筋混凝土承台上安装塔吊,但考虑到施工周期较长、水位变化较大、桥墩出水后整个承台常被水淹没,因此,塔吊安装及拆卸、检修均受到水位的影响及限制,塔吊直接安装在承台上会极为不便。因此,采用钢管桩格构塔吊基础将塔吊隔离在水位以上,极大地方便了塔吊全过程施工操作,下面就以实际工程为背景进行具体阐述。

1 工程概况

S332安庆-望江改建工程中的皖河大桥位于安徽省安庆市大观区海口镇,桥梁的中心桩号为K11+023m,主桥跨径布置45m+50m+90m+50m+45m,跨皖河。主桥桥面全宽60m,横向分四幅布置,外侧主墩采用矩形柱式墩,墩柱的截面尺寸为3.5m×6.5 m,内侧主墩采用双柱式桥墩,墩柱截面尺寸为3.5m×3.0m,外侧承台顺桥向长12m,横桥向宽10.79m,承台高度为3.5m,内侧承台顺桥向长12 m,横桥向宽15.29 m,承台高度为3.5m。

本桥上部结构采用挂篮悬臂浇筑,塔吊若设置在岸边或大堤上均不能覆盖主桥桥墩及主梁施工的吊装作业,而主墩又均设置在河中,因此拟在围堰拆除之前在承台上安装钢管桩格构塔吊基础,将塔吊全程隔离在水位之上,方便施工。

2 结构布置

在34#、35#主墩承台上方安装250t·m塔吊基础,采用钢管桩格构,自下而上依次为:Φ800×10mm钢管桩;Φ630×8 mm、Φ426×6 mm的平联、双槽30a斜撑;2HM588×300 mm、HM588×300mm基础梁。具体布置如图1、图2所示。

3 结构分析

3.1 设计参数

1)Q235B钢材强度设计值:依照《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)取值;

2)250t·m塔吊配置,如表1所示;

3)风速:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)附录A查询确定10年一遇的最大风速为20.2m/s,百年一遇的最大风速为27.1m/s。

3.2 荷载

3.2.1 恒载

结构自重。

3.2.2 活载

1)塔吊荷载。本工程采用250t·m的塔吊。根据塔吊厂商所提供的塔吊支座反力数据,得到作用于塔吊支座的最不利工况有两种:工况1为正常工作期;工况2为空载期。各工况下的支座反力如表2及图3所示。

m

kN

2)风荷载:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计算取值。

3.2.3 荷载组合

每种工况考虑两种荷载组合形式,即标准组合和基本组合

标准组合用来评价结构刚度,并求出支反力用于后续锚筋计算,基本组合用来评价构件的强度及稳定性。

3.3 边界条件

1)钢管桩在桩底固接;

2)基础梁与桩顶固接;

3)钢管桩与平联的一端固结,另一端铰接。

3.4 计算结果

采用midas civil 2013软件进行建模计算。

3.4.1 正常工况计算

正常工作时工况1的计算结果如图4、表3所示。

3.4.2 空载工况计算

空载工况2的计算结果如图5、表4所示。

3.4.3 钢立柱稳定计算

按照《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第5.2.2条,计算可分为以下2种情况。

1)弯矩作用平面内的稳定性

式中:N为所计算构建段范围内的轴心压力;N′Ex为参数,N′Ex=π2EA/(1.1λx2);φx为弯矩作用平面范围内的轴心受压稳定系数;Mx为所计算构件范围内的最大弯矩;W1x为在弯矩作用平面范围内对较大受压纤维的毛截面模量;βmx为等效弯矩系数。

对于本工程,计算长度为l=5.806 m,N=1 384.8kN(最值在工况2),Mx=344.8kN/m(最值在工况2),通过计算得

Φ800×10 mm钢管桩的平面内稳定性满足要求。

2)弯矩作用平面外的稳定性

式中:φy为弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数;φb为均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数;η为截面影响系数,闭口截面η取0.7;βtx为等效弯矩系数。

对于本工程,计算长度为l=5.806 m,N=1 384.8kN(最值在工况2),Mx=344.8kN/m(最值在工况2),通过计算得

Φ800×10mm钢管桩平面外稳定性满足要求。

4 承台柱脚预埋锚筋计算

4.1 锚筋布置

锚筋布置如图6所示。

4.2 锚筋截面计算

柱脚埋件受拉、受弯、受剪最不利荷载为

按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)第9.7.2条得

式中:fy为钢筋的抗拉强度设计值;V为剪力设计值;N为法向压力设计值;M为弯矩设计值;αr为锚筋层数的影响系数;αv为锚筋的受剪承载力系数;ab为锚板的弯曲变形折减系数,;t为锚板厚度,通常取20mm;z为沿剪力作用方向最外层锚筋中心线的间距。

其中d为钢筋直径,取32mm,带入以上各值可求出As=8 436.5mm2。因此,须布设12根d=32mm的锚筋,实际布设16根d=32mm锚筋,满足设计及规范要求。

4.3 锚筋长度计算

按《混凝土结构设计规范》第9.3.1款及第8.3.1款计算锚筋长度

式中:α为钢筋的外形系数,采用HPB300级钢筋,取0.16;ft为混凝土轴心抗拉强度设计值;

由于钢筋在施工过程中容易受到扰动,对锚固长度进行修正,实际锚固长度应满足

按《港口工程混凝土结构设计规范》第7.1.3款,锚筋长度应满足构造要求得

综上所述,取锚固长度为1 200mm,满足规范及设计要求。

5结论

经实际施工验证,水中承台钢管桩格构塔吊基础操作可行,施工简便。施工中应注意以下几方面:锚筋预埋质量须严格控制,并在后续施工中予以严格保护,吊装作业前必须按各工况进行荷载试验,吊装过程中须对其偏位垂直度等进行严密观测,确保结构安全。

1)设置在承台顶部,有效覆盖了主墩及左右侧主梁的施工范围。

2)通过钢管桩格构将塔吊基础提升至最高水位以上,极大地方便了塔吊的安卸及检修保养。

3)经合理设计、精确计算、严密施工,其结构安全可得到合理保障,值得推广。

参考文献

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[7]贾建伟.常见塔吊基础设计与验算[J].江苏建筑,2006(增刊1):32-35.

[8]李子元,陈娟.梁桥上部结构加固技术[J].交通科技与经济,2014,16(2):96-98.